จลนพลศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงเมทานอลเป็นก๊าซโซลีน โดยใชัตัวเร่งปฏิกิริยาวานาโดซิลิเคต

Abstract

จากความสำเร็จของ Chang และ Silvestri ในการเปลี่ยนเมทานอลเป็นก๊าซโซลีนบนตัวเร่งปฏิกิริยา ZSM-5 ซึ่ง เป็นซีโอไลท์สังเคราะห์ชนิดใหม่ได้มีการทำวิจัยปฏิกิริยานี้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีโครงสร้างแตกต่างกันรวมทั้งตัวเร่งปฏิกิริยาวานาโดซิลิเคต ในการศึกษาเชิงวิศวกรรมของตัวเร่งปฏิกิริยาวานาโดซิลิเคต พบว่าตัวเร่งที่มีอัตราส่วนซิลิกาต่อวานาเดียมเท่ากับ 90 มีคุณสมบัติการเลือกผลิตภัณฑ์สารโอลิฟินที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำสูง ซึ่งผลิตภัณฑ์นี้เป็นวัตถุดิบที่สำคัญในอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ในการวิจัยนี้ทำการศึกษาปฏิกิริยาขั้นต้นของการเกิดสารไฮโดรคาร์บอนบนตัวเร่งปฏิกิริยาวานาโดซิลิเคต ที่มีอัตราส่วนซิลิกาต่อวานาเดียมเท่ากับ 90 ที่อุณหภูมิ 280 , 320 และ 360 องศาเซลเซียส โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์แบบไมโครที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากับ 6 มิลลิเมตร พบว่ากลไกของปฏิกิริยามีลักษณะเดียวกับปฏิกิริยาบนตัวเร่งปฏิกิริยา ZSM-5 และอัตราการเกิดปฏิกิริยาที่ได้เป็นแบบอินทรินซิค (Intrinsic rate) ค่าคงที่ของปฏิกิริยาในแบบจำลอง จลนพลศาสตร์พบว่าอัตราการเกิดของอีทีนจากสารออกซิจิเนตมีค่าใกล้เคียงกับอัตราการทำปฏิกิริยาระหว่างสารออกซิจิเนตกับผลิตภัณฑ์โอลิฟินที่ 280 องศาเซลเซียส เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นที่ 320 และ 360 องศาเซลเซียส อัตราการเกิดของอีทีนจะช้าลงเมื่อเทียบกับของปฏิกิริยาระหว่างสารออกซิจิเนตกับสารโอลิฟินตามลำดับ และได้ค่าพลังงานกระตุ้นที่ปรากฏของปฏิกิริยาระหว่างสารออกซิจิเนตกับสารโอลิฟินจากสมการของอาลีเนียสเท่ากับ 29, 569.78 ต่อกรัมใมล และค่าคงที่เท่ากับ 3.56 × 1014 ในช่วงอุณหภูมิที่ทำการวิจัย